Оплодотворение
Наследственная изменчивость
Наследственная изменчивость
Значение наследственности и изменчивости в эволюции
Классификация изменчивости
Ненаследственная изменчивость
Ненаследственная изменчивость
Ненаследственная изменчивость
Ненаследственная изменчивость
Эпигенетическая изменчивость (Онтогенетическая)
Эпигенетическая изменчивость (Онтогенетическая)
Наследственная изменчивость
Наследственная изменчивость
Наследственная изменчивость
Химические мутагены
Биологические мутагены
Мутационная изменчивость
Генные мутации
Хромосомные мутации- хромосомные аберрации
Хромосомные мутации- хромосомные аберрации
Хромосомные мутации- хромосомные аберрации
Хромосомные мутации- хромосомные аберрации
Геномные мутации
Геномные мутации
Медицинское значение мутационной изменчивости
Медицинское значение мутационной изменчивости
9.64M
Категория: БиологияБиология

размножение

1.

Красноярский государственный медицинский университет имени
профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого
Кафедра биологии и экологии
Лекция 4
Размножение
организмов.
Красноярск 2021

2.

Вопросы
1.Понятие о размножении
организмов как универсальном
свойстве живого.
2. Мейоз, цитологическая и
цитогенетическая
характеристика.
3. Гаметогенез.
4. Изменчивость, ее виды и
последствия для организма

3.

жизнь
размножение

4.

РАЗМНОЖЕНИЕ
ПОЛОВОЕ
Без
оплодотвор.
Копуляция
Конъюгация
Партеногенез
Искусственны
С оплодо
творением
Мерогамия
Животные
Многоклеточные
Растения
Деление
почкование
Одноклеточные
Споро
образование
Гологамия
Вегетативное
Естественный
БЕСПОЛОЕ

5.

Размножение –
воспроизведение нового
поколения.
Бесполое размножение
–участвует лишь один организм,
- образуются одинаковые потомки (клон),
- источник изменчивости - случайные
мутации,
- деление идет митозом
Эволюционное значение – усиливает действие
стабилизирующего отбора

6.

бесполое
размножение

7.

Половое размножение
Преимущества:
1. Начало новому организму
(гибриду) дают два родительских
организма
2. Идет обмен генетической
информацией 3. Дает разнообразие
потомства
Эволюционное значение разнообразие потомства - материал
для естественного отбора.

8.

яйцеклетка
Половое
размножение
сперматозоиды

9.

10.

11.

Meiosis с греческого- уменьшение.
Мейоз – два последовательных
деления клетки, ведущие к
образованию клеток с n набором.
Открыт:
1882 – у животных (В. Флемминг )
1888 - явление редукции числа
хромосом у растений
(Э.Страсбургер).

12.

п 2с
2п4с
п 2с
2п4с
п 2с
п 2с
пс
пс
п 2с
п 2с
пс
пс
пс
пс

13.

14.

1
2n2c
ГАМЕТОГЕНЕЗ
2n2c
2
2n4c
2n4c
n2c
n2c
3
nc
nc
nc
4

15.

Значение мейоза
В результате мейоза образуются
из 1 клетки 4 дочерние генетически разнородные с
гаплоидным набором.
Мейоз создает возможность для
возникновения в гаметах новых
генных комбинаций, что ведет к
изменениям в генотипе и
фенотипе потомства.

16.

ПОЛОВЫЕ КЛЕТКИ

17.

Образование спермиев в семенных
канальцах семенников

18.

Фолликулы в яичниках

19. Оплодотворение

20.

РЕКОМБИНАЦИИ –
образование новых
сочетаний генов в
результате обмена
участками между
гомологичными
последовательностями ДНК
(кроссинговер).

21. Наследственная изменчивость

Комбинативная изменчивость –
обеспечивается перекомбинацией
наследственного материала. В основе её
лежат следующие механизмы
перекомбинации:
Кроссинговер – обмен участками
гомологичных хромосом. Если перекрест
произошел в одном участке хромосомы –
кроссинговер одинарный, если в двух
участках – двойной, в трёх - тройной
в
А
в
С
А
а
а
В
В
Равный кроссинговер
с

22. Наследственная изменчивость

Комбинативная изменчивость
Независимое расхождение бивалентов в
анафазе мейоза I
Разнообразие гамет обусловлено независимым
поведением бивалентов. Оно выражается
формулой 2 п, где п – число хромосом в
гаплоидном наборе.
У дрозофилы п = 4 и количество типов гамет
равно 2 4 =16.
У человека п =23, и разнообразие гамет
соответствует 2 23, или 8388608

23. Значение наследственности и изменчивости в эволюции

• Изменчивость – способность организмов
к отклонению от исходных форм в
строении, функциях и особенностях
развития
В процессе эволюции живые организмы
под воздействием внешних условий
приобретали новые признаки, что
явилось основой многообразия живых
организмов на Земле
Таким образом, наследственность и
изменчивость диалектически
взаимосвязаны

24. Классификация изменчивости

Фенотипическая
Генотипическая
Модификационная
Трансформационная
Эпигенетическая
Комбинативная
Мутационная

25. Ненаследственная изменчивость

• Фенотипически ненаследственные различия,
возникающие под влиянием условий среды у
одинаковых в наследственном отношении
организмов К. Нэгели в 1884 г. назвал
модификациями.
Примеры модификаций:
- у камбалы – верхняя часть тела темная , а
нижняя –светлая.
- морской червь Bonellia viridis имеет
одинаковый генотип у самки и самца. Развитие
пола зависит от условий существования

26. Ненаследственная изменчивость

(фенотипическая)
Модификационная изменчивость
Степень выраженности модификаций
пропорциональна силе и
продолжительности действия фактора
Модификации имеют
приспособительный характер
Модификации обладают разной
степенью стойкости. Многие из
модификаций обратимы
Модификации не передаются по
наследству

27. Ненаследственная изменчивость

Модификации, вызванные экстремальными
воздействиями, с которыми организм не часто
сталкивается в природе, называют морфозами
Модификации, похожие на изменения,
вызванные мутациями известных генов,
получили название фенокопии
Норма реакции – это свойство данного
генотипа обеспечивать в определенных
пределах изменяемость онтогенеза в
зависимости от условий среды

28. Ненаследственная изменчивость

Примеры
модификационной
изменчивости:
У кроликов
горностаевой
породы пигмент
образуется при
пониженной
температуре

29. Эпигенетическая изменчивость (Онтогенетическая)

Это изменения генной активности, которые не
связаны с нарушением генотипа
Причина:
Неактивное состояние
генов
Может быть вызвано:
Гетерохроматизацией
ДНК
Метилирование
м ДНК

30. Эпигенетическая изменчивость (Онтогенетическая)

Метилирование ДНК
Метилирование концевых и внутренних
нуклеотидов сопровождается инактивацией генов
Метилирование района интрона может наоборот
обеспечить активность гена в результате препятствия
взаимодействию с белками репрессорами.

31.

Эпигенетическая изменчивость
(Онтогенетическая)
Определенный рисунок распределения
метилированных остатков называется геномным
импринтингом
Термин впервые предложен в 1960 г.
В сперматозоидах и яйцеклетках гены могут
метилироваться по разному.

32. Наследственная изменчивость

Это изменчивость, при которой
происходит изменение генотипа и эти
изменения передаются по наследству
Различают следующие виды
наследственной изменчивости :
Трансформационная
Комбинативная
Мутационная

33. Наследственная изменчивость

•Трансформационная изменчивость
Трансформации – это
перенос генетического
материала из одного
организма к другому
Трансдукция – это перенос
ДНК из одной клетки
(донора) в другую
(реципиент) с помощью
бактериофага. Различают
три типа трансдукции:
Схема общей трансформации
общую, ограниченную и
абортивную

34.

Барбара МакКлинток
(США)
Нобелевская премия
1983 года за
открытие мобильных
элементов генома.
Явление
перемещения
плазмид названо ею
транспозицией.

35. Наследственная изменчивость

Мутации- это скачкообразные изменения
генотипа
Мутагены – факторы, вызывающие мутации
Классификация
Физические
Химические
Биологические
Радиоактивные
излучения:α –
Химические
соединения:ки
Вирусы, вакцины,
токсины
гельминтов,
простейших,грибов
лучи,β , γлучи и т.д.
слоты,
щелочи,смол
ы и т.д.

36. Химические мутагены

Открыты в 1931 ( Раппопорт, Сахаров, Лобашов,
Ауэрбах)
Если химическое соединение реагирует с ДНК, то
для него практически не существует ПДК
80% мутагенов является канцерогенами
К хим. мутагенам относятся: продукты
промышленного производства: СО2,
NO2выхлопные газы,свинец, растворители,
продукты синтетического каучука, формальдегид,
пестициды, гербициды, инсектициды.
Чем больше степень полимеризации, тем ниже
мутагенность.

37. Биологические мутагены

Вирусы ветряной оспы, герпеса,
паратита,саркомы Рауса – вызывают генные
мутации , хромосомные аберрации, а также
поражают репаративные системы.
Непатогенные вирусы играют роль в
генетических рекомбинациях
Живые вакцины могут вызвать генные и
хромосомные мутации после вакцинации
Токсины гельминтов, простейших, грибов
могут усиливать мутационный процесс.
Особенно опасны токсины плесневых грибов

38. Мутационная изменчивость

Классификации мутаций:
По характеру возникновения –
спонтанные, индуцированные
По локализации в организме – генеративные,
соматические
По локализации в клетке – ядерные,
цитоплазматические
По проявлению – доминантные, рецессивные
По уровню изменения генотипа – генные,
хромосомные, геномные

39. Генные мутации

Это изменения нуклеотидной последовательности
гена
Причиной генных мутаций могут быть: делеции,
вставки, дубликации, замены – транзиции и
трансверсии
Мутации со сдвигом рамки считывания:
делеции, вставки, дубликации
Мутации без сдвига рамки считывания:транзиции,
трансверсии, инверсии.
Эффект генных мутаций:
Миссенс – изменяется полипептид
Самиссенс – полипептид не изменяется
Нонсенс – образуется осколочный белок

40. Хромосомные мутации- хромосомные аберрации

Хромосомные мутациихромосомные аберрации
Это изменения , связанные с нарушением
структуры хромосом
Делятся на внутрихромосомные и
межхромосомные
Внутрихромосомные аберрации:
Делеция – утрата части хромосомы
Дупликация – удвоение участка хромосомы
Инверсия – поворот участка хромосомы на 1800

41. Хромосомные мутации- хромосомные аберрации

Хромосомные мутациихромосомные аберрации
Инверсии бывают двух видов:
Парацентрическая-происходит в одном
плече и не затрагивает центромеру
Перицентрическая- затрагивает
центромеру

42. Хромосомные мутации- хромосомные аберрации

Хромосомные мутациихромосомные аберрации
Межхромосомные мутациитранслокации
Перенос участка одной хромосомы на другуюнегомологичную. Различают:
Реципрокные - взаимный обмен участками между
двумя негомологичными хромосомами
Нереципрокные – отделившийся фрагмент
прикрепляется к негомологичной хромосоме
Робертсоновские – слияние двух акроцентрических
хромосом в области центромеры

43. Хромосомные мутации- хромосомные аберрации

Хромосомные мутациихромосомные аберрации
Межхромосомные мутации- транслокации
Робертсоновская транслокация

44. Геномные мутации

Связаны с нарушением числа хромосом.
Различают два вида: полиплоидия и анеуплоидия
Полиплоидия – изменение числа хромосом
кратное гаплоидному 3n, 4n. У растений
встречается часто, а у животных и человека –
очень редко и является летальной мутацией.
Причиной полиплоидии у человека может быть
эндомитоз – удвоение хромосом с последующим
делением центромер, но без расхождения
хромосом. Это наблюдается в соматических
клетках после воздействия мутагенов. Может
привести к мозаицизму

45. Геномные мутации

Анеуплоидия или гетероплоидия – изменение
числа хромосом некратное гаплоидному.
Различают:
Моносомию – (2n -1); трисомию – (2n + 1);
полисомию – (2n +2, 3…)
Механизм возникновения геномных мутаций
связан с нарушением нормального
расхождения хромосом во время мейоза, в
результате чего образуются аномальные
гаметы, после оплодотворения которых
возникают гетероплоидные зиготы.

46. Медицинское значение мутационной изменчивости

Генные мутации являются причиной
генных заболеваний
Заболевания могут быть:
Аутосомно-доминантныемутация доминантного аллеля
Синдром морфана
Аутосомно-рециссивные мутация
рецессивного аллеля
Гиперкератоз

47. Медицинское значение мутационной изменчивости

Хромосомная мутация
Транслокацион
ный синдром
Дауна

48.

Импринтинг (Г.Кроуз, 1960)
Механизмы болезней геномного
импринтинга (БГИ):
- однородительская дисомия (кариотип 46,
но обе хромосомы получены от одного
родителя). Причины: нерасхождение при
мейозе1 или 2; исправление возникшей
трисомии или моносомии; соматические
рекомбинации; хромосомные перестройки
в импринтинговых участках, содержащих
экспрессирующие гены.

49.

Клинико-генетические характеристики
болезней геномного импринтинга
Синдром Прадера-Вилли –
при наличии однородительской
дисомии хромосомы 15
материнского
происхождения. Кариотип 46
хромосом.
Признаки: до 3-х лет -
мышечная гипотония,
приступы летаргии,
трудности вскармливании,
избыточный вес, низкий
рост, олигофрения.

50.

Клинико-генетические характеристики
болезней геномного импринтинга
Синдром Энгельмана –
однородительская
дисомия хромосомы 15
имеет отцовское
происхождение.
Кариотип 46 хромосом
Признаки: «Синдром лица
счастливой куклы», грубая
задержка психомоторного
развития, судороги, нарушение
координации движений,
косоглазие.

51.

Вопрос:
Перечислите виды
наследственной
изменчивости
СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!
English     Русский Правила